DE2526573B2 - Hydrostatisch-mechanischer achsantrieb fuer baufahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydrostatisch-mechanischen Achsantrieb für Baufahrzeuge od. dgl., mit einem von einem Hydromotor angetriebenen Tellerrad eines Achsgetriebes, von dem über eine den Ausgleich des Antriebs der beiden Fahrzeugseiten zulassende Ausgleicheinrichtung die als Steckwellen ausgebildeten Achswellen antreibbar sind.

Für schwere Baufahrzeuge, die auf der Straße, im Gelände oder auf der Baustelle eingesetzt werden, ergibt sich beim Einsatz im Gelände die Schwierigkeit, ohne Mehrachsantrieb die erforderliche Zugkraft auf den Boden übertragen zu können. Dies wird noch

durch die Bestimmungen der Straßenverkehrszulassungsordnung (StVZO) erschwert, welche die zulässige Achslast für eine Einzelachse im Straßenverkehr auf 10 t begrenzt. Deshalb müssen schwere Baufahrzeuge in der Regel mit Zusatzantrieben ausgerüstet werden. Bekanntgeworden sind Hydromotoren für den Einzelradantrieb, Achsantriebe mit einem angebauten Hydromotor für den Antrieb beider Räder und Doppelachsantriebe mit zwischengeschalteter Gelenkweile und einem angebauten Hydromotor für die vier Räder beider Achsantriebe. Bei allen Ausführungen muß der Hydromotor abschaltbar sein, d. h. zwischen dem Achsgetriebe und dem Hydromotor muß eine Kupplung eingebaut werden, damit der Hydromotor bei gezogener Straßenfahrt stillsteht. Beim Einzelraldantrieb kann der Hydromotor hydraulisch freigekuppelt werden.

Aus der FR-PS 2180210 ist ein Achsantrieb mit die Radnabe antreibenden Steckwellen und von einem angebauten Hydromotor direkt angetriebenen Zahnrad bekannt, welches über ein Ausgleichgetriebe, im vorliegenden Fall ein herkömmliches Differential, mit den Steckwellen verbunden ist. Von diesem Stand der Technik geht die vorliegende Erfindung aus.

Aus der DT-PS 635 368 ist ein Achsantrieb mit die Radnaben antreibenden Steckwellen und über ein Ritzel angetriebenen Tellerrad bekannt, welches über eine Ausgleichkupplung, im vorliegenden Fall eine Lamellenkupplung, mit den beiden Sleckwellen in Abhängigkeit von dem aufgebrachten Drehmoment gekuppelt werden kann. Von der aus dieser Druckschrift bekannten Verwendung einer Lamellenkupplung als Ausgleichgetriebe in einem Achsantrieb macht auch die vorliegende Erfindung Gebrauch.

Aus der DT-OS 1505 413 ist die allgemeine Anweisung bekannt, bei einem hydrostatisch-mechanischen Achsantrieb im Kraftfluß zwischen dem Hydromotor und einer ein Fahrzeugrad antreibenden Achswelle eine Kupplung vorzusehen, die in Abhängigkeit vom Druckmittelumlauf betätigt werden kann.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen hydrostatisch-mechanischen Achsantrieb für Baufahrzeuge mit einem »Ausgleich« zu schaffen, der gleichzeitig für den Hydromotor und das Getriebe als »Freilauf« benutzt werden kann.

Dafür wird als technische Lösung vorgeschlagen, daß als zwischen dem Tellerrad und den Achswellen eingeschaltete Ausgleicheinrichtung eine an sich bekannte, durch Lamellenkupplungen gebildete Ausgleichkupplung vorgesehen ist, die einen Außenkorb und zwei voneinander getrennte Innenkörbe aufweist, daß ferner das Tellerrad auf einem mit Achsgehäuse verbundenen Lagerhalter gelagert ist, daß weiterhin im Lagerhalter ein Druckstück für das Schalten der Ausgleichkupplung gelagert ist und außerdem im Lagerhalter ein Stellkolben angeordnet ist, der mit der Innenbohrung des Lagerhalters einen Stellzylinder bildet und daß schließlich der auf das Druckstück wirkende Stellkolben von der den Hydromotor beaufschlagenden Arbeitsdruckflüssigkeit durch Beaufschlagen des Stellzylinders belastbar ist.

Zweckmäßige Ausgestaltungen dieser Lösungsmerkmale werden in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein erfindungsgernäß ausgebildeter Achsantrieb mit einer als Ausgleichkupplung benutzten Lamellenkupplung hat den Vorteil, daß die Lamellenkupplung

als »Freilauf« wirksam wird, wenn der Hydromotor und die Einrückvorrichtung für die Lamellenkupplung nicht mit Drucköl beaufschlagt werden. Außerdem kann die Lamellenkupplung im »Leerlauf« auch als Ausgleich wirksam werden, wenn zwischen den beiden Steckwellen Drehzahlunterschiede auftreten. In der »Arbeitsstellung«, d. h. bei laufendem Hydromotor wirkt die Lamellenkupplung ais »Ausgleichsperre«, wenn auf einer Seite von einer der beiden Steckwellen ein Drehmoment nicht übertragen werden kann, weil eines der beiden Räder durchdreht. Dann wird auf der Seite, auf welcher die Räder voll greifen, das maximale Drehmoment übertragen. Obwohl der Achsantrieb auf Grund der erfindungsgemäß ausgebildeten und angeordneten Lamellenkupplung einen sehr einfachen und wenig aufwendigen konstruktiven Aufbau besitzt, kann sie die beiden Funktionen des »Leerlaufs« und der »Ausgleichsperre« sehr zuverlässig erfüllen. Die bei den bekannten Achsantrieben notwendigen Ausgleichgetriebe oder zusätzlichen Kupplungen können entfallen.

Es ist auch ohne weiteres möglich, zwei erfindungsgemäß ausgebildete Achsantriebe zu einem Doppelachsantrieb über eine zwischengeschaltete Gelenkwelle miteinander zu kuppeln. Dafür wird vorgeschlagen, an die Druckleitung des hydraulischen Arbeitskreislaufes für den vorderen Achsantrieb eine Druckleitung für den Stellzylinder zum Schalten der Ausgleichkupplung des hinteren Achsantriebes anzuschließen.

In den Zeichnungen sind in der folgenden Beschreibung näher erläuterte Ausführungsbeispiele eines hydrostatisch-mechanischen Achsantriebes naeh der Erfindung dargestellt. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein Schema eines hydrostatisch-mechanischen Achsantriebes mit einem angebauten Hydromotor und einem direkten Arbeitsgang in Draufsicht,

Fig. 2 den hydrostatisch-mechanischen Achsantrieb in Ansicht auf das Achsgehäuse von der Rückseite her,

Fig. 3 den hydrostatisch-mechanischen Achsantrieb entlang der Linie III-III in Fig. 2 geschnitten,

Fig. 4 einen Teil des hydrostatisch-mechanischen Achsantriebes mit einer Lamellenkupplung entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 geschnitten,

Fig. 5 ein Schema eines hydrostatisch-mechanischen Doppelachsantriebes mit einem angebauten Hydromotor, einem nachgeschalteten Zahnräderwechselgetriebe und einer zwischen die beiden Achsantriebe geschalteten Gelenkwelle in Draufsicht.

Bei dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten hydrostatisch-mechanischen Achsantrieb A ist quer zu den Achsrohren 1 und einem Achsgehäuse 3 ein Hydromotor 2 angebaut. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Schiefscheiben-Axialkolbenmotor, dessen Abtriebswelle 4 über eine Wellenkupplung 5 mit einem Ritzel 6« eines ins Langsame übersetzenden Vorgeleges 6 verbunden ist. Das Ritzel 6« kämmt mit einem Zahnrad 6b, welches auf einer Achswelle 7 eines Antriebskegelrades 8 befestigt ist. Das Antriebskegelrad 8 kämmt mit einem Tellerrad 9, welches mit zwei Kegelrollenlagern 10 auf einem fest mit dem Achsgehäuse 3 verbundenen Lagerhalter 11 gelagert ist.

An der Rückseite des Tellerrades 9 ist ein Außenkorb 12 mit nach innen ragenden, belegten Außenlamellcn 13 und einer mittleren Distanzscheibe 14 einer Lamellenkupplung 15 befestigt. Zwischen den

Außenlamellen 13 sind unbelegte Innenlamellen 16 angeordnet, die an zwei voneinander getrennten Innenkörben 17 und 18 befestigt sind. Der Innenkorb 17 ist auf einer als Steckwelle ausgebildeten Achswelle 19 befestigt, welche eine Nabe 20 antreibt, während der Innenkorb 18 auf einer als Steckwelle ausgebildeten Achswelle 21 befestigt ist, welche eine Nabe 22 antreibt.

In dem Innenkorb 18 sind mehrere Bolzen 23 gleichmäßig auf den Umfang verteilt geligert, auf densn Druckfedern 24 angeordnet sind, welche auf einer Seite am Innenkorb 18 anliegen, auf der anderen Seite die Bolzen 23 gegen den Innenkorb 17 drücken und somit dafür sorgen, daß die Lamellenkupplung 15 entlüftet werden kann. Weiterhin ist an dem Innenkorb 18 mit Schraubenbolzen 25 ein Druckstück 26 befestigt, welches hydraulisch betätigt werden kann und die Anpreßkräfte über eine Scheibe 27 gleichmäßig auf die Lamellenkupplung 15 überträgt. Das Druckstück 26 ist mit einem Wälzlager 28 in dem fest mit dem Achsgehäuse 3 verbundenen Lagerhalter 11 gelagert. Vor dem Druckstück 26 ist im Lagerhalter 11 ein Stellkolben 29 axial verschiebbar in dem Lagerhalter 11 angeordnet, der mit dem Lagerhalter 11 einen hydraulisch beaufschlagbaren Stellzylinder 30 bildet, der mit Dichtungen 31 abgedichtet ist. Zwischen dem Stellkolben 29 und dem Druckstück 26 ist ein Axiallager 32 angeordnet, mit dem die Drehzahldifferenz zwischen dem Stellkolben 29 und dem Druckstück 26 überbrückt werden kann.

Der in den Fig. 1 bis 4 dargestellte hydrostatischmechanische Achsantrieb A arbeitet folgendermaßen:

Der Hydromotor 2 ist an einen hydraulischen Arbeitskreislauf 33 angeschlossen, in dem eine Hydropumpe 34 angeordnet ist. Über ein Schaltventil 35 ist parallel zum hydraulischen Arbeitskreislauf 33 an die Vorderseite der Hydropumpe 34 eine Druckleitung 36 angeschlossen, welche im Stellzylinder 33 mundet. Damit ist gewährleistet, daß bei laufender Hydropumpe 34 der Hydromotor 2 angetrieben und gleichzeitig die Lamellenkupplung 15 eingekuppelt wird.

Der Hydromotor 2 überträgt seine Drehzahl und sein Drehmoment über das ins Langsame übersetzende Vorgelege 6, das Tellerrad 8, die Lamellenkupplung 15, die beiden als Steckwellen ausgebildeten Achswellen 19 und 21 auf die beiden Naben 20 und 22 und damit auf die Fahrzeugräder 37 und 38.

Wenn der Hydromotor 2 und der Stellzylinder 30 nicht mit Drucköl beaufschlagt werden, wirkt die Lamellenkupplung 15 als »Freilauf«, weil eine feste Verbindung zu den als Steckwellen ausgebildeten Achswellen 19 und 21 nicht besteht. Die Lamellenkupplung 15 kann im »Leerlauf« auch als Ausgleichkupplung wirksam werden, wenn zwischen den beiden Achswellen 19 und 21 Drehzahlunterschiede auftreten. In der »Arbeitsstellung«, d. h. bei laufendem Hydromotor 2, wirkt die Lamellenkupplung als »Ausgleichsperre«, wenn auf einer Seite von einer der beiden Achswellen 19 und 21 ein Drehmoment nicht übertragen werden kann, weil eines der beiden Fahrzeugräder 37 oder 38 durchdreht. Dann wird auf der Seite, auf welcher die Fahrzeugräder 37 oder 38 voll greifei., das maximale Drehmoment übertragen.

Aus dieser Konstruktion ergibt sich, daß das Übertragungsmoment der Lamellenkupplung 15 von der Druckhöhe des Drucköls im Hydromotor 2 abhängig

ist und sich damit auch nach dem Drehmoment des Hydromotors 2 richtet. Es wird kein konstantes, maximales Drehmoment übertragen. Bei unterschiedlichen Drehzahlen der beiden Achswellen 19 und 21 ergibt sich die Verlustleistung aus dem jeweiligen Übertragungsmoment.

In der Fig. 5 ist ein hydrostatisch-mechanischer Doppelachsantrieb dargestellt, bei der der vordere Achsantrieb A ein zweistufiges Zahnräderwechselgetriebe 39 besitzt und der hintere Achsantrieb B für eine Lenkachse dient. Das Zahnradwechselgetriebe 39 des vorderen Achsantriebes A ist in der Fig. 5 im »Leerlauf« dargestellt. Für einen »Geländegang« sind zwei Zahnräder 40 und 41 vorgesehen, die durch eine hydraulisch betätigte Schaltung miteinander gekuppelt werden können. Für einen »Straßengang« sind zwei weitere Zahnräder 42 und 43 vorgesehen, die ebenfalls durch eine hydraulisch betätigte Schaltung miteinander gekuppelt werden können. Die beiden Zahnräder 42 und 40 sind auf der Abtriebsweile 4 des Hydromotors 2 angeordnet, während die beiden anderen Zahnräder 41 und 43 auf der Achse 7 des Antriebskegelrades 8 angeordnet sind. Die Achswelle 7 des Antriebskegelrades 8 ist nach rückwärts aus dem Achsgehäuse 3 heraus verlängert, so daß eine Gelenkwelle 44 für den hinteren Achsantrieb B zwischengeschaltet werden kann. Von der Druckleitung 36 für den Stellzylinder 30 des vorderen Achsantriebes A führt eine weitere Druckleitung 45 zum Stellzylinder 30 des hinteren Achsantriebes B. Im übrigen sind das Vorgelege, die beiden Lamellenkupplungen 15 und die Einrichtungen zur Übertragung des Drehmomentes von den beiden Lamellenkupplungen 15 auf die als Steckwellen ausgebildeten Achswellen 19 und 21 konstruktiv genauso aufgebaut, wie die gleichen Konstruktionsteile bei dem vorstehend beschriebenen und in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Achsantrieb A.

Da die beiden Lamellenkupplungen 15 im vorderen Achsantrieb A und im hinteren Achsantrieb B vom Drucköl der Hydropumpe 34 betätigt werden, wirken sie im »Leerlauf« als »Ausgleichkupplungen« und im »Geländegang« oder »Straßengang« als »Ausgleichsperre«.

Bezugszeichenliste:

1 Achsrohr

2 Hydromotor

3 Achsgehäuse

4 Abtriebswelle

5 Wellenkupplung

6 Vorgelege 6a Ritzel

(\b Zahnrad

7 Achswelle

8 Antriebskegelrad

9 Tellerrad

10 Kegelrollenlager

11 Lagerhalter

12 Außenkorb

13 Außenlamelle

14 Distanzscheibe

15 Lamellenkupplung

16 Innenlamelle

17 Innenkorb

18 Innenkorb

19 Achswelle

20 Nabe

21 Achswelle

22 Nabe

23 Bolzen

24 Druckfeder

25 Schraubbolzen

26 Druckstück

27 Scheibe

28 Wälzlager

29 Stellkolben

30 Stellzylinder

31 Dichtung

32 Axiallager

33 Arbeitskreislauf

34 Hydropumpe

35 Schaltventil

36 Druckleitung

37 Fahrzeugrad

38 Fahrzeugrad

39 Zahnräderwechselgetrieb

40 Zahnrad

41 Zahnrad

42 Zahnrad

43 Zahnrad

44 Gelenkwelle

45 Druckleitung

A Achsantrieb (vorderer)

B Achsantrieb (hinterer)

Hierzu 5 Blatt Zeiehnuimen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Hydrostatisch-mechanischer Achsantrieb für Baufahrzeuge od. dgl., mit einem von einem Hydromotor angetriebenen Tellerrad eines Achsgetriebes, von dem über eine den Ausgleich des Antriebs der beiden Fahrzeugseiten zulassende Ausgleicheinrichtung die als Steckwellen ausgebildeten Achswellen antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß als zwischen dem Tellerrad (9) und den Achswellen (19 und 21) eingeschaltete Ausgleicheinrichtung eine an sich bekannte, durch Lamellenkupplungen (15) gebildete Ausgleichkupplung vorgesehen ist, die einen Außenkorb (12) und zwei voneinander getrennte Innenkörbe (17 und 18) aufweist, daß ferner das Tellerrad (9) auf einem mit einem Achsgehäuse (3) verbundenen Lagerhalter (11) gelagert ist, daß weiterhin im Lagerhalter (11) ein Druckstück (26) für das Schalten der Ausgleichkupplung gelagert ist und außerdem im Lagerhalter (11) ein Stellkolben (29) angeordnet ist, der mit der Innenbohrung des Lagerhalters (11) einen Stellzylinder (30) bildet, und daß schließlich der auf das Druckstück (26) wirkende Stellkolben (29) von der den Hydromotor (2) beaufschlagenden Arbeitsdruckflüssigkeit durch Beaufschlagen des Stellzylinders (30) belastbar ist.

2. Achsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkorb (12) an der Rückseite des Tellerrades (9) und die Innenkörbe (17 bzw. 18) auf den Achswellen (19 bzw. 21) befestigt sind.

3. Achsantrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Innenkörben (17 und 18) Bolzen (23) mit Druckfedern (24) angeordnet sind.

4. Achsantrieb nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stellkolben (29) und dem Druckstück (26) ein Axiallager (32) angeordnet ist.

5. Doppeiachsantrieb nach den Ansprüchen 1 bis 4, mit einer zwischen zwei Antriebsachsen eingeschalteten Gelenkwelle, dadurch gekennzeichnet, daß an die Druckleitung (36) des hydraulischen Arbeitskreislaufes (33) für den vorderen Achsantrieb (Λ) eine Druckleitung (45) für den Stellzylinder (30) zum Schalten der Ausgleichkupplung des hinteren Achsantriebes (ß) angeschlossen ist.